4晶闸管主电路
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晶闸管对触发电路的要求触发脉冲的作用各种电力电子器件的门极或控制极的控制电路都应提供符合一定要求的触发脉冲。
对于晶闸管的触发脉冲来说,其主要作用是决定晶闸管的导通时刻,同时还应提供相应的门极触发电压和门极触发电流。
触发脉冲除了包括脉冲的电压和电流参数外,还应有脉冲的陡度和后沿波形,脉冲的相序和相角以及与主电路的同步关系,同时还须考虑门控电路与主电路的绝缘隔离问题和抗干扰、防止误触发问题.由于晶闸管是半控型器件,管子导通后即失去控制作用,为了减少门极损耗,故门极输出不用直流而用单脉冲或双脉冲,有时还采用由许多单脉冲组成的脉冲列,以代替宽脉冲。
触发脉冲参数要求触发脉冲的主要参数有触发电流、脉冲宽度等,具体要求如下: (1)触发电流-—晶闸管是电流控制型器件,只有在门极里注入一定幅值的触发电流时才能触发导通。
由于晶闸管伏安特性的分散性,以及触发电压和触发电流随温度变化的特性,所以触发电路所提供的触发电压和触发电流应大于产品目录所提供的可触发电压和可触发电流,从而保证晶闸管的可靠触发,但不得超过规定的门极最大允许触发电压和最大允许触发电流。
实际触发电流可整定为3~5倍的额定触发电流。
(2)触发脉冲宽度--触发脉冲的宽度应能保证使晶闸管的阳极电流上升到大于擎住电流。
由于晶闸管的开通过程只有几微秒,但并不意味着几微秒后它已能维持导通。
若在触发脉冲消失时,阳极电流仍小于擎住电流,晶闸管将不能维持导通而关断。
因此对脉冲宽度有一定要求,它和变流装置的负载性质及主电路的形式有关。
(3)强触发脉冲-—触发脉冲前沿越陡,越有利于并联或串联晶闸管的同时触发导通。
因此在有并联或串联晶闸管时,要求触发脉冲前沿陡度大于或等于10V/uS,通常采取强触发脉冲的形式。
另外,强触发脉冲还可以提高晶闸管承受di/dt的能力。
(4)触发功率——触发脉冲要有足够的输出功率,并能方便地获得多个输出脉冲,每相中多个脉冲的前沿陡度不要相差太大。
一、概述二、课程设计方案本次课程设计的要紧内容是利用晶闸管整流来设计直流电机操纵系统,要紧设计内容有1、电路功能:〔1〕、用晶闸管缺角整流实现直流调压,操纵直流电动机的转速。
〔2〕、电路由主电路与操纵电路组成,主电路要紧环节:整流电路及保卫电路。
操纵电路要紧环节:触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保卫电路。
〔3〕、主电路电力电子开关器件采纳晶闸管、IGBT或MOSFET。
〔4〕、系统具有完善的保卫2、系统总体方案确定3、主电路设计与分析〔1〕、确定主电路方案〔2〕、主电路元器件的计算及选型〔3〕、主电路保卫环节设计4、操纵电路设计与分析〔1〕、检测电路设计〔2〕、功能单元电路设计〔3〕、触发电路设计〔4〕、操纵电路参数确定设计要求有一下四点:1、设计思路清晰,给出整体设计框图;2、单元电路设计,给出具体设计思路和电路;3、分析所有单元电路与总电路的工作原理,并给出必要的波形分析。
4、绘制总电路图5、写出设计报告;要紧的设计条件有:1、设计依据要紧参数〔1〕、输进输出电压:〔AC〕220〔1+15%〕、〔2〕、最大输出电压、电流依据电机功率予以选择〔3〕、要求电机能实现单向无级调速〔4〕、电机型号布置任务时给定2、可提供实验与仿真条件三、系统电路设计1、主电路的设计〔1〕、主电路设计方案主电路的要紧功能是实现整流,将三相交流电变为直流电。
要紧通过整流变压器和三相桥式全控整流来实现。
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输进电流,而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称,整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大局部根基上由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器是专供整流系统的变压器。
整流变压器的功能:1.是提供整流系统适当的电压,2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。
实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验一、实验目的(1)熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
(2)掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK02 晶闸管主电路3 DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放” 等几个模块。
4 DJK04 电机调速控制实验I 该挂件包含“给定”,“电流调节器”,“速度变换”,“电流反馈与过流保护”等几个模块。
5 DJK10 变压器实验该挂件包含“三相不控整流”和“心式变压器”等模块。
6 DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表7 DJ13-1 直流发电机8 DJ15 直流并励电动机9 D42三相可调电阻10 数字存储示波器自备11 万用表自备三、实验线路及原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。
在本实验中,整流装置的主电路为三相桥式电路,控制电路可直接由给定电压U g作为触发器的移相控制电压U ct,改变U g的大小即可改变控制角α,从而获得可调的直流电压,以满足实验要求。
实验系统的组成原理图如图5-1所示。
四、实验内容(1)测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。
(2)测定晶闸管直流调速系统主电路电感值L。
(3)测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD2。
(4)测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d。
(5)测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M。
(6)测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M。
(7)测定晶闸管触发及整流装置特性U d=f(U ct)。
(8)测定测速发电机特性U TG=f(n)。
五、预习要求学习教材中有关晶闸管直流调速系统各参数的测定方法。
图5-1 实验系统原理图六、实验方法为研究晶闸管-电动机系统,须首先了解电枢回路的总电阻R、总电感L以及系统的电磁时间常数T d与机电时间常数T M,这些参数均需通过实验手段来测定,具体方法如下:(1)电枢回路总电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻R a、平波电抗器的直流电阻R L及整流装置的内阻R n,即R = R a十R L十R n(5-1)由于阻值较小,不宜用欧姆表或电桥测量,因是小电流检测,接触电阻影响很大,故常用直流伏安法。
实验二晶闸管直流调速系统主要单元的调试一、实验目的(1)熟悉直流调整系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
(2)掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)速度调节器的调试(2)电流调节器的调试(3)“零电平检测”及“转矩极性鉴别”的调试(4)反号器的调试(5)逻辑控制器的调试四、实验方法将DJK04挂件的十芯电源线与控制屏连接,打开电源开关,即可以开始实验。
220(1)速度调节器的调试①调节器调零将DJK04中“速度调节器”所有输入端接地,再将DJK08中的可调电阻120K接到“速度调节器”的“4”、“5”两端,用导线将“5”、“6”短接,使“电流调节器”成为P (比例)调节器。
调节面板上的调零电位器RP3,用万用表的毫伏档测量电流调节器“7”端的输出,使调节器的输出电压尽可能接近于零。
②调整输出正、负限幅值把“5”、“6”短接线去掉,将DJK08中的可调电容0.47uF接入“5”、“6”两端,使调节器成为PI (比例积分)调节器,然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端,当加一定的正给定时,调整负限幅电位器RP2,观察输出负电压的变化,当调节器输入端加负给定时,调整正限幅电位器RP1,观察调节器输出正电压的变化。
③测定输入输出特性再将反馈网络中的电容短接(将“5”、“6”端短接),使速度调节器为P (比例)调节器,在调节器的输入端分别逐渐加入正负电压,测出相应的输出电压,直至输出限幅,并画出曲线。
④观察PI特性拆除“5”、“6”短接线,突加给定电压,用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律。
改变调节器的放大倍数及反馈电容,观察输出电压的变化。
(2)电流调节器的调试①调节器的调零将DJK04中“电流调节器”所有输入端接地,再将DJK08中的可调电阻13K接“速度调节器”的“8”、“9”两端,用导线将“9”、“10”短接,使“电流调节器”成为P(比例)调节器。